JP2007245190A - 消耗電極式アーク溶接機。 - Google Patents

Abstract

【課題】 溶接電源内の出力経路に設けられたリアクトルのインダクタンスが大きな値のときでも、アークスタート性が良いこと。
【解決手段】 溶接電源内の出力経路に設けられたリアクトルを介して出力を消耗電極と被溶接物との間に供給する消耗電極式アーク溶接機において、スイッチング素子のソース側とダイオードのアノード側とを直列接続しリアクトルの入力端子にスイッチング素子のドレイン側を接続しリアクトルの出力端子にダイオードのカソード側を接続してなるアークスタート回路と、溶接開始信号が入力された時にスイッチング素子を導通し消耗電極と被溶接物との間に高電流のスタート電流を所定時間通電しスタート電流の通電が終了すると低電流の初期電流に移行し初期電流が通電している時にスイッチング素子を遮断するアークスタート制御回路とを具備したことを特徴とする消耗電極式アーク溶接機である。
【選択図】図１

Description

本発明は、消耗電極式アーク溶接機に関するものであり、特に溶接開始時のアークスタート性の改善に関するものである。

消耗性電極を用いたアーク溶接機のアークスタートは、消耗電極が被溶接物に接触すると同時に小さなアークが発生し、これが成長して定常の溶接アークに移行する。このとき、アークスタートが円滑に行うにはアークスタート時におけるスタート電流の立ち上がり速度が十分速くなる必要がある。

図７は、アークスタートを改善した従来技術の消耗電極式アーク溶接機の電気接続図である。同図において、交流電源ＡＣは、単相商用交流又は三相商用交流の電源が用いられる。一次整流回路ＤＲ１は、交流電源ＡＣからの交流電圧を直流に変換して出力する。平滑コンデンサＣ１は、一次整流回路ＤＲ１の出力を平滑する。インバータ回路ＩＮＶは、平滑コンデンサＣ１の出力を高周波パルス電圧に変換して出力する。変圧器ＩＮＴは、高周波パルス電圧をアーク加工に適した電圧に変換して出力する。二次整流回路ＤＲ２は、変圧器ＩＮＴの出力を直流に変換して出力する。

リアクトルＤＣＬは、短絡アーク時の過大電流を制限して電流の急激な変化を暖和し、アーク現象をコントロールし、さらに再アーク時には、短絡時に蓄えられたエネルギを放出してアーク切れを防止する。サイリスターＳＣＲは、リアクトルＤＣＬの中間端子にアノードを接続し、出力端子にカソードを接続してアークスタート時に導通する。

電圧検出回路ＶＤは、溶接電圧Ｖｗを検出して溶接電圧検出信号Ｖｄとして出力する。電圧誤差増幅回路ＥＶは、電圧設定回路ＶＲによって設定された電圧設定信号Ｖｒと溶接電圧検出信号Ｖｄとを誤差増幅して電圧誤差増幅信号Ｅｖを出力する。

電流検出回路ＩＤは、溶接電流Ｉｗを検出して溶接電流検出信号Ｉｄとして出力する。電流誤差増幅回路ＥＩは、電流設定回路ＩＲによって設定された電流設定信号Ｉｒと溶接電流検出信号Ｉｄとを誤差増幅して電流誤差増幅信号Ｅｉを出力する。

主制御回路ＳＣは、トーチスイッチＴＳからの溶接開始信号Ｔｓに応じて動作を開始し、電圧誤差増幅信号Ｅｖ及び電流誤差増幅信号Ｅｉに基づいて、インバータ制御信号Ｉｎ、モータ制御信号Ｍｃ及び駆動信号Ｔｄを出力する。

サイリスター駆動回路ＳＲは、主制御回路ＳＣから出力される駆動信号ＴｄをサイリスターＳＣＲの点弧が確実に行われる信号に変換してサイリスター駆動信号Ｓｒとして出力する。

１は溶接トーチであり、２は被溶接物であり、３は送給ロールであり、４は溶接ワイヤ（消耗電極）である。

図８は、図７に示す従来の消耗電極式アーク溶接機の動作を説明する波形図である。同図において、同図（Ａ）は溶接開始信号Ｔｓを示し、同図（Ｂ）は溶接電圧検出信号Ｖｄを示し、同図（Ｃ）は、溶接電流検出信号Ｉｄを示し、同図（Ｄ）は、駆動信号Ｔｄを示し、同図（Ｅ）はサイリスター駆動信号Ｓｒを示し、同図（Ｆ）は、リアクトルの中間端子と出力端子との端子間電圧Ｄｖを示す。

図８（Ａ）に示す時刻ｔ＝ｔ１において、トーチスイッチＴＳが押されて溶接開始信号ＴｓがＨｉｇｈレベルになると、主制御回路ＳＣは動作を開始して、インバータ制御信号Ｉｎ、モータ制御信号Ｍｃ及び駆動信号Ｔｄを出力する。

インバータ回路ＩＮＶは、インバータ制御信号Ｉｎに応じて動作し、溶接ワイヤ４が被溶接物２に接触する時刻ｔ＝ｔ１〜ｔ２の期間中は無負荷電圧が出力する。

サイリスター駆動回路ＳＲは、主制御回路ＳＣから出力される駆動信号ＴｄをサイリスターＳＣＲの点弧が確実に行われる図８（Ｅ）に示すサイリスター駆動信号Ｓｒに変換して出力する。

時刻ｔ＝ｔ２において、溶接ワイヤ４が被溶接物２に接触する。このとき既にサイリスター素子ＳＣＲは、図８（Ｅ）に示すサイリスター駆動信号Ｓｒによって導通状態にあり、そのためにリアクトルＤＣＬの中間端子と出力端子がサイリスター素子ＳＣＲにより短絡される。また、中間端子の位置は、入力端子と中間端子のインダクタンス値を（Ｌ１）とし、中間端子と出力端子のインダクタンス値を（Ｌ２）とすれば、Ｌ１≦Ｌ２になる点に設けられ、リアクトルＤＣＬの中間端子と出力端子の間が短絡するとリアクトルＤＣＬのインダクタンス値はＬ１のみに、溶接電流検出信号Ｉｄは図８（Ｃ）に示すように比較的急峻に立ち上がる。

また、リアクトルＤＣＬの入力端子及び出力端子と中間端子とが同一の鉄心に巻回されているため、中間端子と入力端子との電圧により出力端子と中間端子間に交流電圧が励起される。したがって、時刻ｔ＝ｔ４において、図８（Ｆ）に示すように、サイリスター素子ＳＣＲが逆バイアスされて自動的に非導通状態になる。

上述に示すように、リアクトルＤＣＬの中間端子にサイリスターＳＣＲのアノード側を接続し出力端子にサイリスターＳＣＲのカソード側を接続し、アークスタート時にサイリスターＳＣＲを導通してリアクトルＤＣＬを短絡してアークスタート性の改善に関する方法が提案されている。（例えば、特許文献１）

特開昭５５−３６０４８号公報

消耗電極式アーク溶接機において、アークスタートのときに溶接電源内の出力経路に設けられたリアクトルのインダクタンス値が大きいために、アークスタート電流の立ち上がりが遅くなりアークスタート性が悪くなってしまう。従来技術では、アークアークスタート性を向上させるために、リアクトルに中間端子を設けると共にリアクトルの出力端子と中間端子との間に並列にサイリスター素子を設けて、溶接ワイヤが被溶接物に接触するアークスタート時にサイリスター素子を導通させ、リアクトルの中間端子と出力端子とを短絡させてインダクタンス値を小さくしてスタート電流の立ち上がりを早くさせていた。

しかし、サイリスター素子は自己的に遮断できないために、リアクトルの中間端子と入力端子の間の発生する逆起電圧をサイリスター素子のアノード、カソード間に加えて遮断をする。よって、サイリスター素子を使用するとリアクトルの中間端子と出力端子との間のみが短絡され、短絡されていないリアクトルの入力端子と中間端子との間のインタクタンス値の影響でスタート電流の立ち上がりが十分とは言えず、アークスタート性の向上に限界があった。

そこで、本発明では、上述した課題を解決することができる消耗電極式アーク溶接機を提供することにある。

上述した課題を解決するために、第１の発明は、溶接電源内の出力経路に設けられたリアクトルを介して出力を消耗電極と被溶接物との間に供給する消耗電極式アーク溶接機において、スイッチング素子のソース側とダイオードのアノード側とを直列接続し上記リアクトルの入力端子に上記スイッチング素子のドレイン側を接続し上記リアクトルの出力端子に上記ダイオードのカソード側を接続してなるアークスタート回路と、溶接開始信号が入力されたときに上記スイッチング素子を導通し上記消耗電極と被溶接物との間に高電流のスタート電流を予め定めた時間通電し、続いて上記スタート電流の通電が終了すると低電流の初期電流に移行し上記初期電流が通電しているときに上記スイッチング素子を遮断するアークスタート制御回路とを、具備したことを特徴とする消耗電極式アーク溶接機である。

第２の発明は、上記アークスタート制御回路は、上記高電流のスタート電流から上記低電流の初期電流に移行するときに予め定めた立下がり時間を設ける、ことを特徴とする第１の発明記載の消耗電極式アーク溶接機である。

第３の発明は、上記アークスタート制御回路は、上記初期電流の通電が終了し上記初期電流より大きい定常の溶接電流に移行するときに上記スイッチング素子を遮断する、ことを特徴とする第１の発明〜第２の発明のいずれかに記載の消耗電極式アーク溶接機である。

第１の発明によれば、リアクトルの入力端子と出力端子との間に並列にスイッチング素子を接続し、アークスタート時にスイッチング素子を導通させてリアクトルを短絡するので、アークスタート時のリアクトルのインダクタンス値が小さく、スタート電流の立ち上がりが急峻になりアークスタート性が向上する。また、スイッチング素子の遮断をスタート電流の通電が終了し低電流の初期電流が通電しているときに、スイッチング素子を遮断するので遮断によるサージ電圧が低くなりスイッチング素子の劣化を防止する。

第２の発明によれば、高電流のスタート電流から低電流の初期電流に移行するときに低電流の初期電流をさらに低くすると、リアクトルはスイッチング素子によって短絡されておりインダクタンス値が小さいために初期電流に移行するときに電流が急激に減少して電流の落ち込みが生じアーク切れを起こすときがある。しかし、スタート電流から初期電流の移行時に予め定めた立下り時間を設けてスタート電流を緩やかに減少させると電流の落ち込みが減少し、スタート電流から初期電流の移行がスムーズに行われる。

第３の発明によれば、初期電流より大きい定常の溶接電流の移行開始時にスイッチング素子を遮断するので、インバータ回路が最大パルス幅で動作しているときにスイッチング素子が遮断する。この遮断による電流の落ち込みがリアクトルを介して供給される電流によって落ち込みが小さくなりアーク切れを防止する。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施形態１に係る消耗電極式アーク溶接機の電気接続図である。同図において、図６に示す従来技術の消耗電極式アーク溶接機の電気接続図と同一符号の構成物は、同一動作を行うので説明は省略し符号の相違する構成物についてのみ説明する。

図１に示す消耗電極式アーク溶接機の電気接続図において、アークスタート回路ＳＴは、スイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ）ＴＲ及びダイオードＤ１によって形成され、リアクトルＤＣＬの入力端子にスイッチング素子ＴＲのドレイン側が接続され、出力端子にダイオードＤ１のカソード側が接続される。また、スイッチング素子（ＩＧＢＴ）は、逆電圧の耐圧が低いために保護用ダイオードＤ２がモジュール内部に一般的に設けられている。このスイッチング素子ＴＲのみでリアクトルＤＣＬを短絡又は短絡解除をおこなうと、短絡解除のときにリアクトルＤＣＬに充電されたエネルギーが、スイッチング素子に設けられた保護用ダイオードＤ２によって還流されエネルギーが十分充電できない。よって、スイッチング素子ＴＲに直列にダイオードＤ１を設けることによって、リアクトルＤＣＬのエネルギーの還流を防止する。

図２は、図１に示すアークスタート制御回路ＳＥの詳細図であり、フリップフロップ回路ＦＦ、電流比較回路ＩＣ、基準電流設定回路ＩＲＦ、タイマ回路ＴＭ及びオアー論理回路ＯＲによって形成されている。

電流比較回路ＩＣは、予め定めた基準電流設定値Ｉｒｆと溶接電流検出信号Ｉｄとを比較して基準電流設定値Ｉｒｆより高くなると電流比較信号ＩｃをＬｏｗレベルにして出力する。

フリップフロップ回路ＦＦは、駆動信号Ｔｄの立ち上がりによってセットされ出力をＨｉｇｈレベルにして出力し、電流比較信号Ｉｃの立ち上がりによってリセットされ出力をＬｏｗレベルにする。このとき、セット信号である駆動信号ＴｄがＨｉｇｈレベルの期間中はリセットを禁止する。

タイマ回路ＴＭは、フリップフロップ信号Ｆｆの立ち下がりに応じて、予め定めた時間のタイマ信号Ｔｍを出力する。

図３は、本発明の実施形態１に係る消耗電極式アーク溶接機の動作を説明する波形図である。同図において、同図（Ａ）は溶接開始信号Ｔｓを示し、同図（Ｂ）は駆動信号Ｔｄを示し、同図（Ｃ）は溶接電圧検出信号Ｖｄを示し、同図（Ｄ）は溶接電流検出信号Ｉｄを示し、同図（Ｅ）は電流比較信号Ｉｃを示し、同図（Ｆ）はフリップフロップ信号Ｆｆを示し、同図（Ｊ）はタイマ信号Ｔｍを示し、同図（Ｈ）はアークスタート制御信号Ｓｅを示す。

次に、上述の波形図を用いて実施形態１に係る消耗電極式アーク溶接機の動作を説明する。図３（Ａ）に示す時刻ｔ＝ｔ１において、トーチスイッチＴＳから溶接開始信号Ｔｓが出力されてＨｉｇｈレベルになると、主制御回路ＳＣは、溶接開始信号Ｔｓに応じて動作を開始し、図３（Ｂ）に示す駆動信号Ｔｄ、図示省略のインバータ制御信号Ｉｎ及びモータ制御信号Ｍｃを出力する。

図２に示すフリップフロップ回路ＦＦは、セット端子に駆動信号Ｔｄが入力され、駆動信号Ｔｄの立ち上がりに応じて、図３（Ｆ）に示すフリップフロップ信号ＦｆをＨｉｇｈレベルにしてオアー論理回路ＯＲに出力する。オアー論理回路ＯＲは、オアー論理を行って図３（Ｈ）に示すアークスタート制御信号ＳｅをＨｉｇｈレベルにして出力する。図１に示すアークスタート回路ＳＴは、アークスタート制御信号ＳｅがＨｉｇｈレベルになるとスイッチング素子ＴＲが導通してリアクトルＤＣＬを短絡する。

インバータ回路ＩＮＶは、インバータ制御信号Ｉｎに応じて動作を行い、溶接ワイヤ４が被溶接物２に接触するまでの時刻ｔ＝ｔ１〜ｔ２の期間中は無負荷電圧が出力され、電圧検出回路ＶＤは無負荷電圧を検出して図３（Ｃ）に示す溶接電圧検出信号Ｖｄとして出力する。

時刻ｔ＝ｔ２において、溶接ワイヤ４が被溶接物２に接触するとスタート電流が通電する。このとき既にスイッチング素子ＴＲは、図３（Ｈ）に示すアークスタート制御信号Ｓｅによって導通状態にありリアクトルＤＣＬは短絡されている。よってリアクトルＤＣＬのインダクタンスに影響されず、図３（Ｄ）に示すようにスタート電流は急峻に立ち上がるためにアークが容易に発生する。

電流比較回路ＩＣは、基準電流設定値Ｉｒｆと溶接電流検出信号Ｉｄとを比較して時刻ｔ＝ｔ３において、基準電流設定値Ｉｒｆより高くなるとスタート電流が通電したと判別し、電流比較信号ＩｃをＬｏｗレベルにして出力する。

時刻ｔ＝ｔ４において、スタート電流を予め定めた値（例えば５００Ａ程度）に制限し、（例えば、約５ｍｓ）スタート電流を継続する。続いて、時刻ｔ＝ｔ５においてスタート電流の通電が終了し、低電流の初期電流（例えば、５０Ａ程度）に移行するときに、リアクトルＤＣＬはスイッチング素子ＴＲによって短絡されおり、インダクタンス値が小さいために図示省略の電流の落ち込みが生じる。このときに、図３（Ｄ）に示すように、予め定めた立下り時間Ｔ１（例えば、約１ｍｓ）を設け電流を緩やかに減少させると電流の落ち込みがより小さくなり、スタート電流から初期電流の移行がスムーズに行われる。さらに、初期電流（例えば、５０Ａ程度）をより小さくしてもスタート電流から初期電流の移行が可能となる。

時刻ｔ＝ｔ６において、電流比較回路ＩＣは、再度基準電流設定値Ｉｒｆと溶接電流検出信号Ｉｄとを比較して基準電流設定値Ｉｒｆより低くなると、スタート電流から初期電流に移行したと判別して電流比較信号ＩｃをＨｉｇｈレベルにして出力する。また、低電流の初期電流は、高電流のスタート電流によって燃え上がった溶接ワイヤの先端を時刻ｔ＝ｔ７〜ｔ９の期間中で成形し、成形が終了する時刻ｔ＝ｔ９のときに定常の溶接電流に移行する。

フリップフロップ回路ＦＦは、リセット端子に図３（Ｅ）に示す電流比較信号Ｉｃが入力され、電流比較信号Ｉｃの立ち上がりに応じて、図３（Ｆ）に示すフリップフロップ信号ＦｆをＬｏｗレベルにして出力する。続いて、タイマ回路ＴＭは、フリップフロップ信号Ｆｆの立ち下がりに応じて予め定めた時間のタイマ信号Ｔｍを出力する。

オアー論理回路ＯＲは、図３（Ｆ）に示すフリップフロップ信号Ｆｆと図３（Ｊ）に示すタイマ信号Ｔｍのオアー論理を行って、時刻ｔ＝ｔ８においてアークスタート制御信号ＳｅをＬｏｗレベルにして出力する。そして、アークスタート制御信号ＳｅがＬｏｗレベルになるとスイッチング素子ＴＲが遮断してリアクトルＤＣＬの短絡が終了する。このとき、低電流の初期電流が通電しているときにスイッチング素子ＴＲを遮断するので遮断によるサージ電圧が低くなりスイッチング素子の劣化を防止できる。

［実施の形態２］
図４は、実施形態２に係る第２のアークスタート制御回路ＳＥ２の詳細図であり、同図において、図２に示す実施形態１のアークスタート制御回路ＳＥと同一符号の構成物は、同一動作を行うので説明は省略し、符号の相違する構成物についてのみ説明する。

図４に示す第２のアークスタート制御回路ＳＥ２は、フリップフロップ回路ＦＦ、電流比較回路ＩＣ、基準電流設定回路ＩＲＦ、第２のフリップフロップ回路ＦＦ２、第２の電流比較回路ＩＣ２、第２の基準電流設定回路ＩＲＦ２及びオアー論理回路ＯＲによって形成されている。

第２の電流比較回路ＩＣ２は、予め定めた第２の基準電流設定値Ｉｒｆ２と溶接電流検出信号Ｉｄとを比較して第２の基準電流設定値Ｉｒｆ２より高くなると第２の電流比較信号Ｉｃ２をＨｉｇｈレベルにして出力する。

第２のフリップフロップ回路ＦＦ２は、フリップフロップ信号Ｆｆの立ち上がりによってセットされ出力をＨｉｇｈレベルにして出力し、第２の電流比較信号Ｉｃ２の立ち上がりによってリセットされ出力をＬｏｗレベルにする。このとき、セット信号であるフリップフロップ信号ＦｆがＨｉｇｈレベルの期間中はリセットを禁止する。

オアー回路ＯＲは、フリップフロップ信号Ｆｆと第２のフリップフロップ信号Ｆｆ２とのオアー論理を行って第２のアークスタート制御信号Ｓｅ２として出力する。

図５は、実施形態２に係る消耗電極式アーク溶接機の動作を説明する波形図である。同図において、同図（Ａ）は溶接開始信号Ｔｓを示し、同図（Ｂ）は駆動信号Ｔｄを示し、同図（Ｃ）は溶接電圧検出信号Ｖｄを示し、同図（Ｄ）は溶接電流検出信号Ｉｄを示し、同図（Ｅ）は電流比較信号Ｉｃを示し、同図（Ｆ）はフリップフロップ信号Ｆｆを示し、同図（Ｇ）は第２の電流比較信号Ｉｃ２を示し、同図（Ｈ）は第２のフリップフロップ信号Ｆｆ２を示し、同図（Ｉ）は第２のアークスタート制御信号Ｓｅ２を示す。

次に、上述の波形図を用いて実施形態２に係る消耗電極式アーク溶接機の動作を説明する。また、図５において、時刻ｔ＝ｔ１〜ｔ３の期間は、図３に示す実施の形態１の動作波形図と同一動作を行うので動作説明は省略する。

第２の電流比較回路ＩＣ２は、予め定めた第２の基準電流設定値Ｉｒｆ２と溶接電流検出信号Ｉｄとを比較して第２の基準電流設定値Ｉｒｆ２より高くなる時刻ｔ＝ｔ３１において、第２の電流比較信号Ｉｃ２をＨｉｇｈレベルにして出力する。

時刻ｔ＝ｔ４において、スタート電流を予め定めた値に制限して継続する。続いて、時刻ｔ＝ｔ５においてスタート電流の通電が終了し、低電流の初期電流に移行するときに予め定めた立下り時間Ｔ１を設けて電流を緩やかに減少させる。

第２の電流比較回路ＩＣ２は、第２の基準電流設定値Ｉｒｆ２と溶接電流検出信号Ｉｄとを比較して第２の基準電流設定値Ｉｒｆ２より低くなる時刻ｔ＝ｔ５１において、図５（Ｇ）に示す第２の電流比較信号Ｉｃ２をＬｏｗレベルにして出力する。

時刻ｔ＝ｔ６において、電流比較回路ＩＣは、再度基準電流設定値Ｉｒｆと溶接電流検出信号Ｉｄとを比較して基準電流設定値Ｉｒｆより低くなると、ほぼスタート電流から初期電流に移行したと判別して電流比較信号ＩｃをＨｉｇｈレベルにして出力する。

フリップフロップ回路ＦＦは、リセット端子に電流比較信号Ｉｃが入力され、電流比較信号Ｉｃの立ち上がりに応じて、図５（Ｆ）に示すフリップフロップ信号ＦｆをＬｏｗレベルにして出力する。

時刻ｔ＝ｔ１０において、第２の電流比較回路ＩＣ２は、再度第２の基準電流設定値Ｉｒｆ２と溶接電流検出信号Ｉｄとを比較して第２の基準電流設定値Ｉｒｆ２より高くなると、スタート電流から定常の溶接電流に移行したと判別して第２の電流比較信号Ｉｃ２をＨｉｇｈレベルにして出力する。

第２のフリップフロップ回路ＦＦ２は、リセット端子に第２の電流比較信号Ｉｃ２が入力され、第２の電流比較信号Ｉｃ２の立ち上がりに応じて、図５（Ｈ）に示す第２のフリップフロップ信号Ｆｆ２をＬｏｗレベルにして出力する。オアー論理回路ＯＲは、図５（Ｆ）に示すフリップフロップ信号Ｆｆと図５（Ｈ）に示す第２のフリップフロップ信号Ｆｆ２のオアー論理を行って、時刻ｔ＝ｔ１０において第２のアークスタート制御信号Ｓｅ２をＬｏｗレベルにして出力する。

初期電流より大きい定常の溶接電流に移行するときは、溶接電流の急峻な電流増加に対応するために主制御回路ＳＣは、インバータ回路ＩＮＶを最大パルス幅で動作させる。
このとき、スイッチング素子ＴＲを遮断すると、インバータ回路ＩＮＶが最大パルス幅で動作しているときにスイッチング素子ＴＲが遮断され、この遮断による電流の落ち込みがリアクトルを介して供給される急峻な電流によって補充され、電流の落ち込みが小さくなりスイッチング素子ＴＲの遮断によるアーク切れを防止する。

［実施の形態３］
図６は、交流パルスＭＩＧ溶接を行う消耗電極式アーク溶接機の電気接続図である。同図において、図１は、本発明の実施形態１に係る消耗電極式アーク溶接機の電気接続図と同一符号の構成物は、同一動作を行うので説明は省略し符号の相違する構成物についてのみ説明する

図６に示す２次側インバータ回路ＩＮＶ２は、リアクトルＤＣＬの出力側に設けられ、二次整流回路ＤＲ２及びリアクトルＤＣＬによって直流に平滑された出力を交流パルスＭＩＧに必要な低周波（例えば ５０〜２００Ｈｚ）で動作して交流アークを発生させる。

上述に示す２次側インバータ回路ＩＮＶ２を除くその他の回路構成は、図１に示す実施形態１に係る消耗電極式アーク溶接機の電気接続図と同一構成である。よって、本発明のアークスタート時にスイッチング素子を導通させてリアクトルを短絡し、スタート電流の立ち上がりを急峻にさせてアークスタートを行う手段は、交流パルスＭＩＧ溶接を行う消耗電極式アーク溶接機においても有効なスタート手段である。

本発明の実施形態１に係る消耗電極式アーク溶接機の電気接続図である。 図１に示すアークスタート制御回路の詳細図である。 実施形態１の動作を説明する波形図である。 実施形態２に係る第２のアークスタート制御回路の詳細図である。 実施形態２の動作を説明する波形図である。 実施形態３に係る消耗電極式アーク溶接機の電気接続図である。 従来技術の消耗電極式アーク溶接機の電気接続図である。 従来技術の動作を説明する波形図である。

符号の説明

１ 溶接トーチ
２ 被加工物
３ ワイヤ送給モータ
４ 溶接ワイヤ
Ｃ１ 平滑コンデンサ
Ｄ１ ダイオード
Ｄ２ 保護用ダイオード
ＤＣＬ リアクトル
ＤＲ１ 一次整流回路
ＤＲ２ 二次整流回路
ＥＩ 電流誤差増幅回路
Ｅｉ 電流誤差増幅信号
ＥＶ 電圧誤差増幅回路
Ｅｖ 電圧誤差増幅信号
ＦＦ フリップフロップ回路
ＦＦ２ 第２のフリップフロップ回路
Ｆｆ フリップフロップ信号
Ｆｆ２ 第２のフリップフロップ信号
ＩＣ 電流比較回路
ＩＣ２ 第２の電流比較回路
Ｉｃ 電流比較信号
Ｉｃ２ 第２の電流比較信号
ＩＤ 電流検出回路
Ｉｄ 出力電流検出回路
ＩＲ 電流設定回路
Ｉｒ 電流設定信号
ＩＲＦ 基準電流設定回路
ＩＲＦ２ 第２の基準電流設定回路
Ｉｒｆ 基準電流設定値（信号）
Ｉｒｆ２ 第２の基準電流設定値（信号）
Ｉｒ 電流設定信号
Ｉｎ インバータ制御信号
ＩＮＴ 変圧器
ＩＮＶ インバータ回路
ＩＮＶ２ ２次側インバータ回路
Ｍｃ モータ制御回路
ＯＲ オアー論理回路
ＳＣ 主制御回路
ＳＥ アークスタート制御回路
ＳＥ２ 第２のアークスタート制御回路
Ｓｅ アークスタート制御信号
Ｓｅ２ 第２のアークスタート制御信号
ＳＲ サイリスター駆動回路
Ｓｒ サイリスター駆動信号
ＳＴ アークスタート回路
ＳＣＲ サイリスター素子
ＴＭ タイマ回路
Ｔｍ タイマ信号
ＴＳ トーチスイッチ
ＴＲ スイッチング素子
Ｔｄ 駆動信号
ＶＤ 電圧検出回路
Ｖｄ 出力溶接電圧検出信号
ＶＲ 電圧設定回路
Ｖｒ 電圧設定信号

Claims (3)

1. 溶接電源内の出力経路に設けられたリアクトルを介して出力を消耗電極と被溶接物との間に供給する消耗電極式アーク溶接機において、スイッチング素子のソース側とダイオードのアノード側とを直列接続し前記リアクトルの入力端子に前記スイッチング素子のドレイン側を接続し前記リアクトルの出力端子に前記ダイオードのカソード側を接続してなるアークスタート回路と、溶接開始信号が入力されたときに前記スイッチング素子を導通し前記消耗電極と被溶接物との間に高電流のスタート電流を予め定めた時間通電し、続いて前記スタート電流の通電が終了すると低電流の初期電流に移行し前記初期電流が通電しているときに前記スイッチング素子を遮断するアークスタート制御回路とを、具備したことを特徴とする消耗電極式アーク溶接機。
2. 前記アークスタート制御回路は、前記高電流のスタート電流から前記低電流の初期電流に移行するときに予め定めた立下がり時間を設ける、ことを特徴とする請求項１記載の消耗電極式アーク溶接機。
3. 前記アークスタート制御回路は、前記初期電流の通電が終了し前記初期電流より大きい定常の溶接電流に移行するときに前記スイッチング素子を遮断する、ことを特徴とする請求項１〜請求項２のいずれか１項に記載の消耗電極式アーク溶接機。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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